美军战略导弹如何保持世界领先？研发管理模式揭秘
2018年08月28日 19:35:20
来源：凤凰网 军事
本文系统研究了美国陆基洲际弹道导弹和潜射弹道导弹研发机构的发展演变过程，重点分析了美国战略弹道导弹研发管理模式和方法，主要包括一体化产品和过程研制/一体化产品小组（IPPD/ IPT）、承包商管理体制、项目管理“系统方法”等。通过分析可以看出，美国已经构建了完善的研发管理体系，以保障其战略弹道导弹的研制和部署。
战略弹道导弹武器系统是一个学科多、协作面广的复杂系统。美国高度重视导弹武器系统的管理工作，把健全的研发管理和技术能力看作是导弹武器发展过程中的两个重要因素。甚至认为，发展中最严重的问题不是技术问题，而是管理工作；在技术突飞猛进的时代，最艰巨的任务是加强管理。
在战略导弹研制之初，美国已经开始采用项目管理的模式，引进系统工程思想，使工程技术人员和管理人员在给定的任务要求和资源约束下，合理地确定系统的技术要求，选择出最优的技术状态，全面地管理工程的发展，保障型号的顺利研制。为了确保研制进度和质量，美国还创新性地提出了包括项目评审技术（PERT）等在内的多种先进的管理方法和手段，取得显著效果，后续被推广应用于各类项目的计划中。此外，在战略导弹研制与改进过程中，美国军方和工业部门还引进了六西格玛、精益生产等先进的管理方法，以保障产品的顺利交付。
美国战略弹道导弹研制组织机构建设
01
美国陆基战略弹道导弹研制组织机构
从二十世纪五十年代，美国空军开始研制陆基战略弹道导弹。美国“战略导弹之父”施里弗率领科技部门和工业界在八年的时间内先后研制出雷锡恩、宇宙神、大力神和民兵等4种战略导弹，创建了陆基洲际弹道导弹部队。
1954年7月，美国空军研究与发展司令部在施里弗领导下成立了西部发展部（WDD），开始研制宇宙神洲际弹道导弹。1957年6月，WDD改名为空军弹道导弹部。此外，弹道导弹部开始承担卫星和相关航天系统的研制。由于弹道导弹和航天系统项目的差异性，1961年，弹道导弹部被划分为弹道系统部和空间系统部，隶属于新成立的美国空军系统司令部（AFSC）。1967年这两个部门又合并组成空间与导弹系统部。1979年10月又分成空间部和弹道导弹部。1985年3月，弹道导弹部更名为弹道系统部，空间部更名为空间系统部。冷战结束后导弹计划逐渐萎缩，1990年3月，导弹系统部又被更名为弹道导弹办公室（BMO），隶属于空间系统部。1992年，空间系统部被重新命名为空间与导弹系统中心（SMC），隶属于美国空军空间司令部。
1995年9月，位于美国诺顿空军基地的弹道导弹办公室（BMO）关闭，洲际弹道导弹的研制和采办职能移转至洲际弹道导弹（ICBM）系统计划办公室（SPO），负责研制、采办和保障井基洲际弹道导弹，是唯一面向客户提供项目指导和后勤保障的机构。ICBM主集成合同项目管理办公室负责主集成合同的日常实施和管理。除此外，SPO还下设了以下几个主要部门：
（1）项目控制部（LMC）
项目控制部门有财务管理分部、需求和商务管理分部。该部门主要确保项目的有效规划，建立、管理和控制预算和财务职能。
（2）管理运行部（LMD）
管理运行部门由采办和维护计划和项目专家、管理服务人员组成，项目专家负责制定/解释/提供所有采办和维护政策，跟踪政策的实施情况。
（3）系统工程集成与试验部（LME）
系统工程集成与试验部门由武器系统工程师组成，负责武器系统需求定义、地面和飞行试验、加固保障、核武器安保以及工程软件。该部门负责武器系统长远计划的制定，确保武器系统更改的系统集成等。 该部门又由系统保障分部、系统集成和试验分部、安全/环境/工程数据分部、导弹设施分部、系统软件分部等组成。
（4）地面系统IPT部（LMB）
地面系统IPT负责发射控制系统、指挥与控制、机载发射控制中心、站内通信以及相关试验设备的采办、维护和后勤管理。该部门还为洲际弹道导弹机械、运输和处理地面设备系统、分系统以及相关维护保障设备提供支持。该部门又下设地面电源、自动试验设备和通信后勤分部、作战地面电子设备后勤分部、地面机械后勤分部以训练装置IPT分部。
（5）制导与控制IPT 部（LMG）
制导与控制IPT 部门（LMG）为洲际弹道导弹制导系统、飞行控制系统和范登堡基地安全系统提供全寿命周期支持，同时负责用于作战和试验的相关阵地支持设备和软件。该部门还负责导弹系统的未来新需求的规划和技术改进。该部门划分为制导与控制采办分部和制导与控制维护分部。
（6）推进IPT 部（LMP）
推进IPT 部门主要负责民兵导弹和MX导弹三个子级固体发动机和液体推进系统的后勤保障、采办和维护等工作。另外，该部门负责民兵3导弹推进系统更换计划和民兵导弹及MX导弹火工品等。
（7）再入系统/再入飞行器IPT 部（LMR）
再入系统/再入飞行器IPT 部门提供洲际弹道导弹再入系统和再入飞行器的总体采办、改进、评估、维护和后勤保障的管理等。该部门由再入系统分部和再入飞行器分部等组成。
（8）维护部（LMS）
维护部门负责洲际弹道导弹、作战地面设备、运输与处理设备等阵地维护。该部门主要由导弹作战和退役分部、推进剂分析分部、导弹维护分部、工业保障分部、再入飞行器维修分部、导弹维修保障分部、地面系统维修分部以及范登堡基地项目管理分部等组成。
美国空军战略弹道导弹研制机构的工作队伍稳定，军职人员任期通常为4年，人员结构既有初次任期的军官，他们要具有一定导弹作战背景或者技术背景；还有多个任期的高级军官，他们具有丰富的技术和采办经验。这样的人员队伍结构使得在武器系统方面以及军队和工业部门间的联系方面都保持了良好的连续性，能够充分继承之前的工作经验，包括部门间的联系网络。除此之外，还有一大批合同商为洲际弹道导弹计划工作了多年，因此相互间非常熟悉，了解政府的工作模式。
02
美国潜射战略弹道导弹研制组织机构
自美国研制潜射弹道导弹以来，其研制机构组织结构一直延袭至今。1955年12月，美海军成立海军特种计划办公室（SPO）负责潜射弹道导弹的研制、设计和部署。技术部门包括发射装置、导弹、发射控制与制导、潜艇装配、导航以及作战与试验。当时，美国给予该部门最优先级别的待遇。海军少将威廉·莱伯恩担任首任特种计划办公室主任，被赋予了绝对的权利和资源。在一份解密的备忘录中，记载到“如果海军少将威廉·莱伯恩遇到任何问题，需要经费，我们就去筹措经费；需要人力，则召集需要的人力；遇到任何阻碍该项目前进的事情，而海军不能解决的话，我们会立即请求最高层，竭尽全力解决。”
图1 特种计划办公室组织结构
后来，特种计划办公室改名为战略系统项目部（SSP），其主要组织结构基本保持不变。战略系统项目部（SSP）通过设立项目办公室参与项目，项目办公室下设计划/项目、技术和行政管理三个部门。技术部负责管理整个武器系统的集成，其下属每个部门只管理一个分系统。
备注：CMC——通用导弹舱，下一代战略弹道导弹核潜艇的发射筒及相关系统
图2 美国海军战略系统项目办公室组织结构（2012年）
美国潜射弹道导弹项目主要工作人员保持了较好的延续性，战略系统项目部的项目经理平均任期为6年。军职人员都有采购经历，30％都拥有10年以上的潜射弹道导弹工作经验。大约40％的文职人员都有10年以上与潜射弹道导弹项目相关的经验。
美国战略弹道导弹研发管理模式研究
美国采用了项目管理的模式研制战略弹道导弹，并且开创了科研和生产管理的新局面。早期战略导弹研制取得的巨大成功不仅使得美国在军事、政治和经济上获得巨大效益，同时也促使美国人纷纷研究其成功经验，效仿其榜样，更新管理观念，开创新体制，探索新方法，从而引发了管理学的革命性变化。
01
一体化产品和过程研制/一体化产品小组（IPPD/ IPT）
二十世纪九十年代后期，IPPD/IPT被美国国防部正式确立为基本的管理模式。在民兵3和三叉戟2导弹等现役战略武器型号延寿改进过程中，美国军方以及波音、洛马、诺格等军工企业等均遵循了国防部采办文件的要求，广泛应用了IPPD/IPT的管理模式。例如，为提升民兵3导弹地面自动测试系统的支援保障能力，成立了一体化产品小组（IPT），其成员包括美国空军SPO、空军软件工程部和洲际弹道导弹主承包商等。
为了降低全寿命周期成本，海军战略系统项目部（SSP）于1995年成立了由洛马公司、政府部门以及其它工业部门组成的顶层IPT（OIPT），目标是将传统战略武器系统从以军标设计向基于商用产品的开发系统体系设计转变。在之后的五年时间里，三叉戟开发系统体系小组将商用产品增加到60%，部件数量减少75%，研制周期减少50%，成本节约12亿美元。2001年，该组为此还获得了美国国防部采办大奖。
02
承包商管理体制
在陆基战略导弹承包商管理体制方面，美国空军在二十世纪五十年代到九十年代期间，秉承了联合承包商管理体制。而到了二十世纪九十年代中后期，改变为主承包商管理体制，并且一直沿袭至今。
（1）联合承包商管理体制
二十世纪五十年代，美国空军确定了联合承包商的管理体制（即不设置主承包商），联合承包商直接与空军签订合同。每个联合承包商都有一些分承包商，他们向各自的联合承包商负责。RW公司作为技术团队听从西部发展部的指挥，被赋予系统工程和技术援助（SETA）的职能，负责确定方案的技战术指标，监督整个计划的技术环节，给予技术指导并负责降低进度滞后和成本超支等风险。同时，美国空军将RW公司排除在硬件生产之外，以减少工业界的担心。1958年，RW公司与汤姆森公司合并成立了TRW公司。这种革新的管理方法发挥了较好的作用，被证明是使洲际弹道导弹计划取得巨大成功的原因之一。RW公司的主要职责如下：
a.确定洲际弹道导弹系统的技战术指标和限制约束条件；
b.确定分系统的总体技术要求；
c.比较研究多种设计方案和方法后，选取最优的方案/方法；
d.进行系统研究，确保武器系统效能能够满足要求；
e.处理好不同学科专业和分系统承包商之间的接口问题；
f.为相关分系统承包商提供技术指导。
图3 美国空军/SETA的管理模式
图4 美国空军/SETA管理任务
（2）主承包商管理体制
尽管联合承包商的模式在几十年间非常成功，创造了良好的洲际弹道导弹安全记录和戒备率，但却极其耗人力，而且费用越来越高。1996年，美国空军采办战略委员会批准采用单一主承包商的采办策略以及主承包商的选择流程，特别倡导全面而公开的竞争，打破长久以来以系统计划办公室为主集成合同商，授予联合承包商合同的管理模式。1997年12月，美空军授出了第一份洲际弹道导弹主承包商合同。TRW公司作为唯一的武器系统集成商被赋予全部系统性能责任。主集成合同逐渐成为管理洲际弹道导弹武器系统采办、改进以及保障的手段。
03
项目管理“系统方法”
美国空军认为，成功研制、部署并维护民兵和MX等洲际弹道导弹主要归功于项目管理“系统方法”（System Approach）。目前，美国空军陆基洲际弹道导弹项目办公室主要基于四个相互关联的要素，推行“系统方法”，即系统工程、过程准则、专业知识和系统集成。
（1）系统工程
美国空军洲际弹道导弹项目办公室1976年发布的《项目管理人员手册》中对“系统工程”进行了如下定义：“系统工程管理为整个系统的工程管理提供一体化途径，确保和维持系统中所有组成部分的技术整体性。系统工程采用整体性途径，从整个寿命周期考虑，通过权衡研究、详细审查以及各种分析等将解决方案在规定的目标和参数范围（成本、进度和性能等）内进行优化。”系统工程是“系统途径”的核心，主要依赖于经过验证的方法，将问题分解，找到解决方案并通过试验验证。系统工程核心在于利用多种学科专业知识以及可靠的方法，优化并集成出“最好”的解决方案，它不仅仅应用于新型号研制，对于民兵3导弹等成熟系统也同样重要。美国空军已经建立了系统工程的文化氛围，在没有通过审查前，不会轻易对民兵3导弹进行任何变更。系统工程师通过大量的试验和工厂数据发现异常，不放过任何非常规的情况。
（2）过程准则
良好的过程和过程准则是所有活动的基础。精益、六西格玛以及约束理论都被用于过程优化或改进。美国空军洲际弹道导弹项目办公室在开展变更计划时，将六西格玛作为其主要的管理机制，美国空军洲际弹道导弹武器系统部队应用了精益方法论，同时也参与了很多次六西格玛活动，例如项目办公室提出缩短时间解决生产线问题。同样，项目办公室也会参与精益活动。事实证明，这两种方法都是非常有效的。1998年，美国空军推出了ICBM风险管理系统（RMS），以解决基于风险的民兵3和MX导弹维护中的需求问题。该系统被称为“最具创新性的风险管理策略”，也被充分证明良好的过程准则对于大型系统成功的重要性。
（3）专业知识
专业知识是指对系统的深入了解，包括部件、能力、局限性、成功、失败和设计历史等，在武器系统日常维护和改进计划中所必需的，是查找问题、潜在危险以及异常情况所必需的。专业知识是几十年以来的经验总结。2006年美国国防科学委员会发布的《未来战略打击技能》报告中，认为专业知识的保留与传承是目前战略系统面临的一个重要的风险。要解决当前遇到的问题，需要借鉴很多年前有关试验故障等方面的经验和教训。例如，2001年，由在职和退休的民兵导弹工程师组成专家团队经过几个月的时间，最终查找出民兵3导弹新型NS-50制导装置存在的软、硬问题。之后开展的飞行试验成功验证了专家提出的改进建议。因此，保留和传承专业知识是洲际弹道导弹项目团队的一项重要工作。民兵3导弹专业技能受益于空军与工业界长期而稳定的关系。
（4）系统集成
系统集成是指确保所有工作以高效的方式，协调发展并达到项目目标。战略导弹武器系统除了导弹本身外，还包括人员、工业能力、技术情况、工程数据、训练设施、保障设备、工厂设备、备用零部件、转运设备、导弹警戒和发射设施等等。近年来，美国对民兵3导弹的推进、制导、末助推系统、弹头、指挥控制、通信系统、安全系统、环境控制系统、新型密码系统等实施了多项改进。它们中的很多改进彼此相互关联，因此在进度、资源和技术基线间的协调非常关键。为了解决部署过程中的困难，美国空军建立了由导弹联队、系统联队、阵地以及合同商组成的协调团队。事实上，如果项目团队具有良好的系统工程、过程准则和专业知识，系统集成将会更加容易。
04
其他先进方法与技术
在系统工程以及一体化产品研制等管理模式下，美国军方以及相关的工业部门在战略弹道导弹全寿命周期过程中，还运用了项目评审技术、全面质量管理、精益生产以及六西格玛等多种先进的管理技术。
（1）项目评审技术（PERT）
美国为了加速北极星导弹的研制计划，迫切需要发展一种新的管理技术。1958年美国海军特种计划局鉴于要掌握大型军事研制计划的执行情况，在北极星武器系统的研制中运用了项目评审技术（PERT）。PERT被认为是美国太空时代管理技术的先驱，从长远影响看，甚至比研制北极星导弹武器系统本身更具重要意义。1958年，该管理技术公开之后，立即受到了强烈关注，并在整个美国国防工业中得到了普遍推广。PERT在“北极星”计划中的出现和应用被认为是现代项目管理的起点，也是美国较早把项目管理技术应用于装备采办管理中的典范。
美国海军特种计划局用PERT管理北极星导弹计划的基本方法是，根据导弹研制计划的工作项目和步骤，绘制研制过程的工作流程网络图。该图要明确地反映出各个项目的工序或重要环节之间的联系及相互关系。海军特种计划局控制导弹计划总的流程图，每两周检查工作进展情况，要求承担各项工作的有关单位每两周用表格上报一次工作情况。特种计划局将各单位的数据汇总起来，将有关情况嵌入各有关工作流程图，进行研究，提出解决方案，再用电子计算机进行模拟，看是否可行。
为了用PERT技术进行严格的计划管理，特种计划局规定了几项管理原则：a.垂直组织领导；b.工作紧密协作；c.明确工作职责；d.详细计划与协调；e.互通情况；f.集中控制财经；g.根据客观情况进行管理。在整个计划中，始终坚持贯彻这些原则。
此外，在1959年，为提高计划管理效率，特种计划局专门成立了指导PERT技术的协调小组。该小组的成员有主承包商代表、特种计划局的计划检查代表和驻各地办事处的代表。协调小组每季度召开为期两天的会议，研究应用PERT技术的原则、方针以及措施等。
美国海军特种计划局采用PERT技术管理北极星导弹计划，以时间为基础，使全系统形象地显示出来，条理分明，目标明确，便于集中力量抓好关键路线。在研制过程中，采用数理统计的方法和先进的计算机管理，从大量非确定的环节中找出带有普遍性的规律，及时地修改计划，合理安排人力和物力，节省了成本，提高了研制工作效率，使北极星导弹计划研制周期缩短了20%-25%。
（2）全面质量管理（TQM）
原马丁·马丽埃塔公司（Martin Marietta Corp.）是MX导弹的主承包商之一，负责导弹的系统工程以及仪表与安全系统的研制与生产。在生产仪表和安全系统过程中，该公司采用了全面质量管理，并且获得了极大地成功。该公司从项目开始，就在每个层面进行持续改进，即“全面质量管理”。全面质量管理将专制的工作环境转变成一种自主导向和自我约束的模式。每个参与的工人都被赋予项目的管理职责，而管理人员必须尊重、信任、支持、聆听和保护所谓的“高性能团队”。在思想上，从一味地追求绝对完美向持续改进转变。在管理上，打破了原有的官僚作风。
实施全面质量管理后，项目质量、成本和进度之间的关系得到了很好的优化。该项价值2亿美元的合同从可能超支1900万美元，而到最终节省了3300万美元。在此过程中，马丁·马丽埃塔公司将人工成本降低了40%，减少了75%的生产缺陷，并且提前了两年完成。
（3）六西格玛
六西格玛管理是美国摩托罗拉公司于二十世纪八十年代所发明的先进管理模式，发明之初便获得巨大成功，引起世界一流企业纷纷效仿，目前已经广泛应用于美国ICBM项目办公室以及诺格、雷锡恩等一流的军工企业。以雷锡恩公司为例，该公司结合传统的六西格玛、精益和客户关注等，形成了自己独特的六西格玛管理方法。雷锡恩六西格玛（R6σ）方法在提高生产力、扩大业务、提高客户满意度，以及建立客户文化等方法具有卓越的成效，其准则包括：a.从客户角度定义价值；b.识别价值流：消除浪费和变化；c.从客户的角度产生价值流；d.人员的参与、分配和授权；e.不断提高知识体系。
雷锡恩六西格玛过程采用六步环形闭合结构，分为设想、行动、排序、分析、改进和实现，如下图所示。未来设想环节是指设想未来项目实现后的情况，或者若不立即完成该项目，是否将造成资金、客户、机会等方面的损失。该环节能够成为下一环节中获得资金的一种方式。创意销售和畅想未来培训能够帮助项目执行人员获得经费和人员。经费的获取是六西格玛项目中最难的一步。获取经费后，将采用过程流、统计工具或根源分析法等六西格玛工具对项目按优先级进行排序，以及对问题特点进行分析。改进环节主要是寻找和执行问题的解决方案。只有到了实现环节才能认识到该项目的益处，如节省经费、缩短周期等。这一环节最重要的部分就是确保改进的可持续性。雷锡恩公司在爱国者导弹系统和软件研发中引入六西格玛管理方法，主要包括:a.对爱国者导弹软件和系统工程师进行16h的R6σ管理方法培训；b.在爱国者导弹管理和软件管理中引入六西格玛项目，并提供“试点资金”研究有前景的项目；c.在性能评审中记录完结项目。爱国者导弹系统和软件研发中引入雷锡恩六西格玛管理方法，简化了研制流程，并使公司连续两年每年节约400万美元的经费投入。
图5 雷锡恩公司六西格玛过程
研究分析
01
结合战略导弹武器项目的实际，大胆采用创新性的管理技术与方法
在战略导弹的发展过程中，美国把健全的管理体制和技术能力看作是整个导弹武器系统发展中的两个重要因素。美国在战略武器型号研制开始前，会成立专门的委员会，首先将项目管理的体制和管理模式确定下来。施里弗曾称：“同苏联竞争中保持继续领先的因素，不是技术，而是管理。在改进武器技术的同时，应改进管理方法”。在他的领导下，美国空军利用8年的时间研制成功了复杂而又性能良好的宇宙神、大力神、雷锡恩和民兵等4种完整的弹道导弹武器系统。美国国家航空和航天博物馆原馆长沃尔特在其专著中也谈到：“战略弹道导弹研制过程中，施里弗在管理方面所作的革命性变革，对美国航天计划则更为重要。当今的导航、气象、情报和通信卫星的出现，都受惠于施里弗及其团队”。
无论是陆基洲际弹道导弹的联合承包商制度和并行研制，还是北极星潜射弹道导弹采用的PERT技术等，都是前所未有的、具有创新性，并且最终对整个项目的成功都发挥了极其重要的作用。北极星导弹研制计划创新的PERT管理技术取得的显著效果，使得研制进度大大提前，武器系统可靠性很高，成本也控制在最初的预算中。
02
广泛应用IPPD/ IPT模式，显著提高战略导弹武器研发管理效率
采用IPPD/IPT模式有利于缩短装备采办周期、降低采办费用、提高采办效率，并且效果明显。美国对IPPD/ IPT的应用从民用领域发展到国防领域，已经形成了一套较为完整的理论和实践体系，在战略弹道导弹领域也得到了广泛的应用。采用一体化产品小组的管理方式能够更有效地把不同部门、不同专业的人员组合在一起，特别强调用户的早期介入和承包商的参与，可以更好地将导弹武器系统的研制、制造、试验与鉴定、部署、保障和报废处置等各项工作综合考虑，简化了阶段审查，变事后审查为事中审查，能够及时发现和解决问题，避免采办计划出现大的反复。推行IPPD 的核心是成立IPT，该小组综合了各学科的专家，利用各成员的专业经验，一次设计并生产出经济有效的合格产品，进而缩短了研制周期，并降低了在生产鉴定阶段或使用阶段对产品进行重大更改的风险，达到了节约费用的目的。实施IPPD 可节约研制时间，降低费用，满足了缩减军费的要求。美国国防部的调查表明，通过采用IPPD可降低费用30%-60%，缩短研制周期35%-60%，并显著提高系统的质量、可靠性、维修性和保障性。
03
保持长期、稳定的研制团队，积累并传承战略导弹武器研制经验
美国海军在总结潜射弹道导弹研制经验时提出，保持主要工作人员的稳定性是其项目成功的主要因素之一。美国国会在1984年颁发的公法中明确规定，军职项目经理任期应为至少4年，或直到一个主要计划里程碑的完成。
美国空军和海军负责战略弹道导弹的研制机构一直保持稳定的工作队伍，并合理配置人员结构，确保军队和工业部门间的联系保持良好的连续性，而且能够充分继承工作经验。美国海军从五十年代就开始参与战略导弹项目的承包商团队，现在仍然继续参与。甚至有些承包商的工作人员已经从事战略弹道导弹项目二十到三十年。具有经验丰富的军方人员和承包商人员共同参与一个系统的研制非常有利于信息交换和难题的解决。美国空军也认为保留和传承专业技术知识和经验是陆基洲际弹道导弹项目团队的一项重要工作，现役民兵3导弹的专业技能就是受益于空军与工业界长期而稳定的关系。
从美国战略弹道导弹研发体系的发展历程可以看出，美国战略弹道导弹的研制机构虽然几经变革，但其基本结构保持不变，工作队伍也相对稳定。在战略导弹研制过程中，美国不仅大胆创新，提出了PERT和全面质量管理等新型管理方法，还引进了IPPD/IPT和六西格玛等民用领域的先进管理模式和方法，使得美国战略弹道导弹的性能、质量和可靠性一直位居世界前列。
本文选自《战术导弹技术》2018年第2期
